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轨道接驳视角下定线式与需求响应式公交融合服务规划模型

卢海洋,  宁江,  陈学武

卢海洋, 宁江, 陈学武. 轨道接驳视角下定线式与需求响应式公交融合服务规划模型[J]. 交通信息与安全, 2026, 44(4): 127-137. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2026.04.012
引用本文: 卢海洋, 宁江, 陈学武. 轨道接驳视角下定线式与需求响应式公交融合服务规划模型[J]. 交通信息与安全, 2026, 44(4): 127-137. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2026.04.012
LU Haiyang, NING Jiang, CHEN Xuewu. Integrated Planning Model of Fixed-Route and Demand-Responsive Transit Services under Rail Feeder Perspective[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2026, 44(4): 127-137. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2026.04.012
Citation: LU Haiyang, NING Jiang, CHEN Xuewu. Integrated Planning Model of Fixed-Route and Demand-Responsive Transit Services under Rail Feeder Perspective[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2026, 44(4): 127-137. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2026.04.012

轨道接驳视角下定线式与需求响应式公交融合服务规划模型

doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2026.04.012
基金项目: 

国家自然科学基金项目 52432011

详细信息
    作者简介:

    卢海洋(2001—),硕士研究生. 研究方向: 轨道交通接驳公交、需求响应式公交. E-mail: 1793573253@qq.com

    通讯作者:

    陈学武(1968—),博士,教授. 研究方向: 综合交通体系规划、智慧城市公共交通、共享交通数据挖掘等. E-mail: chenxuewu@seu.edu.cn

  • 中图分类号: U121

Integrated Planning Model of Fixed-Route and Demand-Responsive Transit Services under Rail Feeder Perspective

  • 摘要: 针对居住片区轨道交通接驳需求显著的高峰与平峰差异,导致传统定线公交服务在不同运营时段供需错配的问题,构建了1种定线式与需求响应式公交融合服务规划模型。以运营车辆数与服务频率为决策变量,针对高峰与平峰客流差异构建两阶段融合服务规划模型: 高峰时段采用定线公交服务,以公交相对骑行的广义出行成本为满意度约束,以运营成本最小为目标优化车辆配置与服务频率;平峰时段在不增加系统车队规模的条件下,引入需求响应式公交,将富余运力在定线式与需求响应式公交服务之间重新配置,引入需求分配系数描述2种服务模式的客流分担,以运营服务成本最小与乘客广义出行时间成本最小为双目标,优化平峰阶段2种服务模式的运力配置与服务频率。采用单目标遗传算法(GA)与双目标非支配排序遗传算法(NS-GA-Ⅱ)分别对客流高峰与客流平峰2个规划阶段求解。以南京轨道交通站点龙池站周边居住片区为案例开展实证研究,结果表明: 在平峰时段,相比纯定线服务模式,融合服务模式下的效益最优方案车辆利用率提升9.7%,人均运营成本增加2.13元,人均出行成本降低2.73元;当平峰与高峰客流比不大于0.11且选择定线式接驳服务的乘客比例小于0.7时,融合服务模式具有较好的综合效益,验证了本文模型对提升轨道接驳公交系统的资源利用效率与服务水平的有效性。

     

  • 图  1  定线式与需求响应式公交融合服务(以小区至轨道站点出行方向为例)示意图

    Figure  1.  Integrated fixed-route and demand-responsive transit service (example: residential area to rail station)

    图  2  高峰与平峰时段运力分配思路

    Figure  2.  Peak and off-peak capacity allocation schematic

    图  3  算法流程图

    Figure  3.  Algorithmic flow diagram

    图  4  案例片区示意图

    Figure  4.  Case study area

    图  5  平峰时段服务方案优化目标Pareto前沿分布

    Figure  5.  Pareto front of optimization objectives for off-peak service plans

    图  6  不同平高峰客流变异系数下优化目标Pareto前沿分布

    Figure  6.  Pareto front of optimization objectives under different peak and off-peak demand variation coefficients

    图  7  不同α、β条件下人均运营成本比分布

    Figure  7.  Distribution of the per-capita operating cost ratio under different α and β conditions

    图  8  不同α、β条件下人均出行广义成本比分布

    Figure  8.  Distribution of the per-capita generalized travel cost ratio under different α and β conditions

    表  1  平峰与高峰时段出行需求量参数取值

    Table  1.   Off-peak and peak travel demand parameters

    参数 高峰时段取值 平峰时段取值
    运营时段出行量占全天出行比重/% 25~35 3~10
    运营时段轨道交通出行分担率/% 35 25
    轨道交通出行公交接驳的比重/% 25~50 10~30
    出行方向系数 0.8 0.5
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    表  2  2种服务模式频率限制

    Table  2.   Frequency limits for the two service modes

    服务频率限制 定线式公交 需求响应式公交
    上限(班/h) 12 20
    下限(班/h) 2 1
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    表  3  案例片区基本信息

    Table  3.   Overview of the case study area

    参数名称 取值
    分配系数 0.5
    服务区域面积/km2 11.69
    小区数量 42
    总户数 60 046
    户均人口/(人/户) 2.6
    人均日出行量/(次/人) 2.4
    机动化率 0.6
    地铁出行占机动化出行比例 0.3
    单个高峰时段出行量占比 0.3
    高峰小时集中系数 0.42
    公交接驳比例 0.2
    方向系数 0.8
    平峰客流水平变异系数 0.1
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    表  4  案例片区既有定线式接驳线路

    Table  4.   Existing fixed feeder routes in the case study area

    线路 片区内线路运营里程/km
    619路 17.05
    620路 16.93
    631路 8.48
    634路 9.20
    673路 21.61
    675路 17.56
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    表  5  案例参数取值

    Table  5.   Parameter values for the case study

    参数/单位 取值
    单位车辆的固定成本/(元/h) 40
    单位车辆的使用成本/(元/h) 25
    单位车辆的行驶成本/(元/km) 3
    乘客车内时间成本系数/(元/h) 25
    乘客等待时间成本系数/(元/h) 40
    乘客步行时间成本系数/(元/h) 40
    乘客骑行时间成本系数/(元/h) 40
    公交平均行程速度/(km/h) 18
    步行平均速度/(km/h) 5
    骑行平均行程速度/(km/h) 8
    Stein常数 1.15
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    表  6  高峰时段定线式接驳服务方案

    Table  6.   Peak-period fixed-route feeder service plan

    线路 车辆数 服务频率/(班/h)
    619路 6 6
    620路 8 8
    631路 3 6
    634路 3 5
    673路 14 11
    675路 7 7
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    表  7  平峰时段不同服务模式基准方案

    Table  7.   Off-peak baseline plans for different service modes

    线路 纯定线式服务模式 融合服务模式
    启用车辆数 服务频率/(班/h) 启用车辆数 服务频率/(班/h)
    619路 2 2 2 2
    620路 4 4 2 2
    631路 1 2 1 2
    634路 2 3 2 2
    673路 4 3 3 2
    675路 3 3 2 2
    需求响应式公交 5 5
    总计 16 17 17 17
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    表  8  平峰时段不同服务模式效益最优方案

    Table  8.   Off-peak benefit-optimal plans for different service modes

    线路 纯定线式服务模式 融合服务模式
    启用车辆数/(辆) 服务频率/(班/h) 启用车辆数/(辆) 服务频率/(班/h)
    619路 2 2 2 2
    620路 3 3 2 2
    631路 1 2 1 2
    634路 2 2 2 2
    673路 4 3 3 2
    675路 3 3 2 2
    需求响应式公交 7 15
    总计 15 15 19 27
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    表  9  平峰时段典型运行方案性能及对比

    Table  9.   Comparison of typical off-peak operation plans

    服务模式 方案 人均运营成本/(元/人次) 人均出行成本/(元/人次) 启用车辆数 车辆利用率/%
    融合服务模式 基准 14.24 13.28 17 41.5
    效益最优 15.71 11.16 19 46.3
    性能对比 1.47 -2.12 2 4.8
    纯定线式服务模式 基准 14.31 13.30 16 39.0
    效益最优 13.58 13.89 15 36.6
    性能对比 -0.73 0.59 -1 -2.4
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  • [1] 李仕伟, 李金山, 解建华, 等. 城市轨道交通车站分圈层交通接驳分担率预测方法研究[J]. 现代城市轨道交通, 2025(5): 15-21.

    LI S W, LI J S, XIE J H, et al. Study on prediction method of hierarchical transfer sharing rate at urban rail transit stations[J]. Modern Urban Rail Transit, 2025(5): 15-21. (in Chinese)
    [2] 郑乐, 高良鹏, 陈学武. 基于多源数据的地铁公交换乘量影响因素与空间异质性分析[J]. 交通运输系统工程与信息, 2023, 23(2): 128-138.

    ZHENG L, GAO L P, CHEN X W. Analysis of influencing factors and spatial heterogeneity of metro-bus transfer volume based on multi-source data[J]. Transportation Systems Engineering and Information, 2023, 23(2): 128-138. (in Chinese)
    [3] 施泉, 唐超. 城市轨道交通车站客流时空分布特征分析—以南京地铁为例[J]. 综合运输, 2020, 42(7): 12-17.

    SHI Q, TANG C. Spatiotemporal distribution characteristics of passenger flow in urban rail transit stations: a case study of Nanjing Metro[J]. Comprehensive Transportation, 2020, 42(7): 12-17. (in Chinese)
    [4] CHANDRA S, QUADRIFOGLIO L. A model for estimating the optimal cycle length of demand responsive feeder transit services[J]. Transportation Research Part B: Methodological, 2013, 51: 1-16.
    [5] 任婧璇, 常孝亭, 巫威眺, 等. 考虑候选站点和全服务过程的需求响应接驳公交调度[J]. 交通运输系统工程与信息, 2023, 23(5): 202-214.

    REN J X, CHANG X T, WU W T, et al. Demand-responsive feeder bus scheduling considering candidate stops and the full service process[J]. Transportation Systems Engineering and Information, 2023, 23(5): 202-214. (in Chinese)
    [6] LEE E, LO H K, LI M. Optimal zonal design for flexible bus service under spatial and temporal demand uncertainty[J]. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2024, 25(1): 251-262. doi: 10.1109/TITS.2023.3306589
    [7] ZHAO J, SUN S, CATS O. Joint optimisation of regular and demand-responsive transit services[J]. Transportmetrica A: Transport Science, 2023, 19(2): 1987580. doi: 10.1080/23249935.2021.1987580
    [8] SHEN Y, ZHANG H, ZHAO J. Integrating shared autonomous vehicle in public transportation system: a supply-side simulation of the first-mile service in Singapore[J]. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 2018, 113: 125-136. doi: 10.1016/j.tra.2018.04.004
    [9] LI X, QUADRIFOGLIO L. Feeder transit services: choosing between fixed and demand responsive policy[J]. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 2010, 18(5): 770-780. doi: 10.1016/j.trc.2009.05.015
    [10] LU X, HAN J, XU P, et al. An operation plan optimization model for integrated customized and conventional bus services based on cost analysis[J]. Journal of Advanced Transportation, 2022(1): 4142517.
    [11] CHEN P W, NIE Y M. Analysis of an idealized system of demand adaptive paired-line hybrid transit[J]. Transportation Research Part B: Methodological, 2017, 102: 38-54. doi: 10.1016/j.trb.2017.05.004
    [12] KIM M, SCHONFELD P. Integration of conventional and flexible bus services with timed transfers[J]. Transportation Research Part B: Methodological, 2014, 68: 76-97. doi: 10.1016/j.trb.2014.05.017
    [13] BADIA H, JENELIUS E. Design and operation of feeder systems in the era of automated and electric buses[J]. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 2021, 152: 146-172. doi: 10.1016/j.tra.2021.07.015
    [14] 范美岑, 罗斯达. 面向轨道交通接驳的多模式公交线网优化[J]. 现代交通与冶金材料, 2023, 3(6): 64-70.

    FAN M C, LUO S D. Multimodal bus network optimization for rail transit connection[J]. Modern Transportation and Metallurgical Materials, 2023, 3(6): 64-70. (in Chinese)
    [15] 卢小林, 潘述亮. 接驳轨道枢纽的混合式灵活公交服务优化研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2019, 19(4): 155-163.

    LU X L, PAN S L. Optimization of hybrid flexible bus services connecting rail transit hubs[J]. Transportation Systems Engineering and Information, 2019, 19(4): 155-163. (in Chinese)
    [16] 王德, 谢栋灿, 王灿, 等. 个体时空行为的规律性与可预测性研究—以上海市居民工作日活动为例[J]. 地理科学进展, 2021, 40(3): 433-440.

    WANG D, XIE D C, WANG C, et al. Regularity and predictability of individual spatiotemporal behavior: a case study of Shanghai residents' weekday activities [J]. Progress in Geography, 2021, 40(3): 433-440. (in Chinese)
    [17] 刘海洲, 王利雷, 周建尧, 等. 融合手机信令数据的轨道交通出行分担率模型研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(3): 78-85.

    LIU H Z, WANG L L, ZHOU J Y, et al. Research on rail transit travel share rate model based on mobile signaling data[J]. Transportation Systems Engineering and Information, 2021, 21(3): 78-85. (in Chinese)
    [18] 谭晓伟, 杨兴, 马壮林, 等. 不同类型的城市轨道交通车站客流时空分布特征[J]. 长安大学学报(自然科学版), 2024, 44(1): 129-140.

    TAN X W, YANG X, MA Z L, et al. Spatial-temporal distribution characteristics of passenger flow in different types of urban rail transit stations [J]. Journal of Chang'an University (Natural Science Edition), 2024, 44(1): 129-140. (in Chinese)
    [19] 陈兴斌, 陈艳艳, 李金山. 基于IC卡数据的轨道公交接驳特征分析[J]. 交通科技与经济, 2021, 23(6): 64-71.

    CHEN X B, CHEN Y Y, LI J S. Analysis of rail-bus transfer characteristics based on IC card data [J]. Technology and Economy in Areas of Communications, 2021, 23(6): 64-71. (in Chinese)
    [20] 许奇, 秦贝宁, 任澎, 等. 建成环境对公交接驳地铁客流的异质性影响[J]. 交通运输系统工程与信息, 2025, 25(2): 352-363.

    XU Q, QIN B N, REN P, et al. Heterogeneous effects of built environment on bus-to-metro passenger flow [J]. Transportation Systems Engineering and Information, 2025, 25(2): 352-363. (in Chinese)
    [21] 王思晴. 多服务场景下区域灵活型公交系统优化设计研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2023.

    WANG S Q. Research on the optimal design of regional flexible transit systems for various service scenarios[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2023. (in Chinese)
    [22] 程国柱, 李威骏, 冯天军. 考虑综合成本的常规公交客流分配方法[J]. 交通信息与安全, 2024, 42(2): 166-174. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2024.02.017

    CHENG G Z, LI W J, FENG T J. Conventional bus passenger flow assignment method considering comprehensive cost[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2024, 42 (2): 166-174. (in Chinese) doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2024.02.017
    [23] 唐春艳, 代馨怡, 张积昱. 适老化定制公交线路服务优化研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2025, 25(5): 271-279.

    TANG C Y, DAI X Y, ZHANG J Y. Optimization of elderly-friendly customized bus line services[J]. Transportation Systems Engineering and Information, 2025, 25 (5) : 271-279. (in Chinese)
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  • 收稿日期:  2025-12-06
  • 网络出版日期:  2026-11-06

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